基于改进Morlet小波变换的同步相量及功率测量新算法

为PMU装置提供精确的相量测量算法对于提高广域测量技术的可靠性具有重要意义.一些常用的相量测量方法较易受频率波动、谐波和间谐波的干扰,测量效果并不理想.提出一种基于改进Morlet小波变换的相量及功率测量新算法.改进Morlet小波变换的等效时频窗宽度能够灵活调整而不受窗函数中心频率的限制,因而可根据测量需要获取较好的频率分辨率和动态特性.MATLAB仿真结果表明,该方法具有较好的动态响应速度,能够准确、有效地测量电力系统基波电压、电流相量、以及所派生的电气量,不受系统频率波动的影响和改进Morlet 小波频率窗口外信号分量(谐波、间谐波)的干扰,且无需同步采样.     

基于改进Morletd1波变换的同步相量及功率测量新算法

为PMU装置提供精确的相量测量算法对于提高广域测量技术的可靠性具有重要意义。一些常用的相量测量方法较易受频率波动、谐波和间谐波的干扰,测量效果并不理想。提出一种基于改进Morletd、波变换的相量及功率测量新算法。改进Morlet小波变换的等效时频窗宽度能够灵活调整而不受窗函数中心频率的限制,因而可根据测量需要获取较好的频率分辨率和动态特性。MATLAB仿真结果表明,该方法具有较好的动态响应速度。能够准确、有效地测量电力系统基波电压、电流相量、以及所派生的电气量,不受系统频率波动的影响和改进Morlet小波频率窗口外信号分量（谐波、间谐波）的干扰,且无需同步采样。     

一种计及衰减直流分量干扰的动态同步相量 测量算法

动态同步相量测量在电力系统动态行为监测中发挥着重要作用.但是当电力系统发生故障时,故障电流中存在的衰减直流分量,会严重影响动态同步相量测量的准确性.对此,提出了一种动态同步相量测量新算法.具体实现上,将衰减直流分量近似表示成一个较低频率的动态余弦分量,再基于频域采样定理,构建含基波分量和动态余弦分量的故障电流信号模型,进而形成了相应的动态同步相量测量新算法.仿真测试结果表明,存在衰减直流分量干扰下,所提出的动态同步相量测量新算法比基于泰勒信号模型的测量算法准确,而且计算量小,适合于在线应用.     

基于傅立叶和小波变换的电网谐波检测

利用小波变换的奇异信号检测能力和较好的时域分辨率,结合傅立叶变换准确的频域分辨能力,提出了傅立叶和小波变换联合检测的改进算法,并通过仿真验证了算法的可行性。     

基于TDFT非同步采样谐波测量的小电流接地故障信号处理方法

为解决10 kV配网线路高阻故障较多、间歇性接地故障较多、电弧不稳定、配电网网架结构复杂、分支线复杂、负荷随机分布等现象造成的配电网系统接地故障判别、选线、定位监测困难,采用基于TDFT非同步采样谐波测量算法的小电流接地判定算法进行故障判断、定位和隔离接地故障。站所终端DTU在硬件上采用ADSP-BF607作为主处理芯片,其具备DSP和ARM双处理架构,具有处理故障数据速度快、精度高、录波性能好等优势。基于TDFT非同步采样谐波测量算法,得出首半波小电流接地判定方法。为有效判断开关合闸瞬间的涌流,DTU采用离散傅立叶变换结果,通过加权算法变换实现抑制频谱泄漏误差。对传统算法、加窗算法和TDFT非同步采样谐波测量算法进行了比较分析。实验结果表明,基于TDFT非同步采样谐波测量的涌流和小电流接地故障算法设计在10 kV配网系统的小电流接地、隔离接地故障方面准确可靠。     

利用频域信息滤除衰减直流的同步相量测量算法

为了抑制电力信号时变性和衰减直流分量对同步相量测量精度的影响,通过增加数据窗个数来获取信号时域信息的算法可以达到精确测量的目的,但时延较长,无法满足IEEE标准对保护类同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)在动态响应速度方面的要求。鉴于此,参照前期利用信号时域信息的相量测量研究工作,该文提出利用电力信号频域信息滤除衰减直流的同步相量测量算法。通过拓展泰勒模型,建立含有衰减直流分量的动态信号模型,然后充分利用信号频域信息,在同一数据窗中获得多个不同频点处的相量值,进而计算得到表示基波时变性和衰减直流分量的模型参数,最后通过相移得到报告时刻的动态相量测量值。分别利用理想信号以及PSCAD/EMTDC信号对所提出算法进行验证,结果表明,所提算法虽然增加了一定的运算量,但在消除或减弱基波时变性和衰减直流分量影响的过程中,具有测量精度高、动态响应速度快、算法延时短等优点,能够满足IEEE标准对保护类PMU的测量要求。     

基于泰勒级数和离散傅里叶变换的综合自适应相量算法

针对传统相量算法在动态过程中难以同时满足精度和速度要求的问题,提出一种基于泰勒级数和离散傅里叶变换(DFT)的综合自适应相量算法。该算法对稳态和动态情况,分别设计了时域算法和频域算法两种计算模式,并通过反推校验实现二者间的自适应切换。具体地,时域算法利用两相邻数据窗进行DFT分析,并根据特定精度要求进行简化,以此计算频率和相量;频域算法对电力信号模型进行泰勒级数展开,并通过一个数据窗的基波和各谐波含量计算相量、频率和频率变化率。仿真分析和实验测试结果均表明,在稳态和动态情况下所述算法的量测精度和响应性能均优于传统算法及相应的商用同步相量测量装置,满足实际应用要求。     

基于云边架构和小波神经网络的配电网故障诊断方法

电力物联网的建设促进了配电网故障诊断技术的发展。提出了基于云边架构和小波神经网络的配电网故障诊断方法,利用电力物联网的智能传感和通信技术,实现配电网故障诊断的同步数据量测及智能化信息分析。根据配电网同步相量测量单元(distributed phasor measurement unit,D-PMU)等装置对配电网故障进行分层处理,将经过小波变换的故障电流信号进行小波包变换分解得到故障特征向量,带入神经网络训练,输出诊断结果,实现快速收敛并减少了故障时间,提高了故障诊断精度。通过仿真算例验证,证明了所提方法的有效性。     

基于多级自校验和多重切换的自适应相量算法

配电网同步相量测量装置可以大幅提升配电网的可测、可观、可控水平,可以解决大规模分布式电源和柔性负荷接入后现代配电网所面临的巨大挑战,促进配电网转型升级。本文提出了基于多级自校验和多重切换的自适应相量算法。在多级校验方面,提出了基于多级自校验识别稳态、动态和暂态3种模式,并设计了适应3种状态的算法。在多重切换方面,提出了通过校验算法、传感器类型、采样率、窗函数类型、数据窗长度和相量算法的多重自切换,以满足同步相量测量装置性能的要求。为进一步验证本文所提算法的优越性能,在仿真软件上进行了仿真测试分析,结果表明所提算法能满足实际应用要求。     

四分之三基波周期最小二乘相量估计算法

同步相量估计算法对同步相量测量单元(phasor measurement unit,PMU)的性能有重要影响,如何获得准确、实时性好、具有良好动态性能的相量估计算法值得研究。为此,提出四分之三基波周期最小二乘(three-quarter fundamental period least squares,TQLS)相量估计算法。TQLS法的估计周期为四分之三基波周期,即对该时间窗内的信号进行采样,根据公式推导的结论,可以得到采样结果与基波相量之间的关系。利用最小二乘法,可以由采样结果估计出相量。在整个估计过程中没有泰勒级数展开。理论分析表明,所提TQLS算法可以准确估计基波相量,同时,该算法在基频附近频率响应的幅值平坦,可以准确估计动态相量。仿真结果分别从频域和时域角度验证了TQLS算法的有效性,并且仿真结果显示TQLS算法的计算量与傅里叶变换法相当。     

基于五次谐波特征数据的配网单相接地故障识别方法

针对配网经常发生的单相接地故障,提出了一种基于五次谐波特征数据的故障识别方法.首先分析了配网接地故障的特点以及故障相和非故障相五次谐波相量的关系.对小波包能量计算进行了说明,提出了基于小波包能量的利用五次谐波电压和电流的接地故障辨识方法,通过提取零序电流中的五次谐波,并对小波包分解得到总能量值,从而实现对故障线路的选线.最后针对具体算例对所提方法进行了仿真,说明了所提方法的有效性.     

基于Morlet小波的直流系统接地故障检测

直流系统接地故障检测中常用的低频信号注入法容易受到各支路电缆中存在的对地电容的影响,在其基础上提出了基于Morlet小波变换的检测方法,该方法通过选取适当的小波函数,可以有效地克服对地电容的影响。当直流接地故障发生后,向直流系统中注入低频信号,利用小波变换算法从检测到低频电流中提取出与注入信号同频的低频电流,通过计算该电流信号中的阻性分量求得该支路的接地电阻值,从而可以判断出故障支路。经过Matlab仿真分析,这种方法可在对地大电容情况下准确提取出低频电流相量特征,正确判断出故障支路。     

提升PMU动态测量性能的若干方法

为了提高PMU装置在电力系统动态条件下的同步相量测量精度,研究了若干提升PMU装置动态测量性能的方法。采用IEEE C37.118标准中推荐的基于离散傅里叶变换(DFT)的同步相量计算模型,对基于DFT的相量测量算法进行了改进。分析了该改进方法在带外干扰、系统振荡、系统失步、短路或断线故障等动态条件下的特性。设计了等纹波滤波器对相量数据进行滤波处理,保证同步相量的测量精度,最后在PMU装置中实现并进行了测试验证。实验结果表明,通过上述方法的实施,PMU在动态条件下的测量精度得到了提高。     

小波理论在直流系统接地故障检测中的应用

分析了低频信号注入法,并且针对其缺陷提出了基于小波变换的检测方案.即当接地故障发生后,向直流系统正负母线注入低频正弦电压信号,利用套在各支路的电流互感器检测出支路中的低频电流信号,通过小波变换算法从中提取出与注入信号同频的正弦电流信号.计算出该电流信号中的阻性分量即可求得该支路的接地电阻值,从而可以判断出故障支路.该文讲述了将小波分析应用于直流系统接地故障检测的基本过程和主要结果,并通过大量的数值仿真和实际的实验研究验证了基于小波变换的直流系统接地检测方法的可行性.     

永磁同步交流牵引系统准实时小波降噪研究

针对永磁同步电机矢量控制系统中电流传感器信号污染影响系统性能问题进行研究.利用小波降噪原理,提出基于非线性小波变换阈值法的准实时降噪算法.建立永磁同步牵引系统仿真模型,分析电流传感器信号污染对系统性能的影响,针对电流传感器含噪声系统,应用准实时降噪算法进行系统闭环控制.仿真结果表明:在电流传感器信号受噪声污染条件下,该方法能够在满足系统实时性要求前提下,有效地降低传感器噪声对系统性能的影响,提高系统稳定性.     

基于小波变换的无刷直流电机逆变器故障诊断

故障诊断是实现电机容错控制的前提,为了提高电机系统的可靠性,针对无刷直流电机驱动系统中逆变器功率管的开路故障,采用小波变换对电机三相电流信号进行分析,为了能快速地提取故障信息,提出利用3层以上细节信号的乘积作为检测信号,根据乘积信号的小波变换能够准确找到故障点,以低频小波信号的能量值作为提取特征来识别发生故障的逆变器功率管。该方法故障识别可靠性高,信号特征提取算法简单。仿真及实验结果验证了所提方法的有效性和准确性。     

基于小波变换和改进粒子群算法的同步电动机参数辨识

为准确辨识出同步电动机的参数,提出了小波变换和改进粒子群算法相结合的新算法。通过小波变换对三相突然短路电流进行消噪处理,有效地降低了采集噪声,提高了信噪比。根据同步电动机参数辨识数学模型,在标准粒子群算法的基础上应用了线性惯性权重方法,克服了其后期容易陷入局部最优的缺点,提高了参数的求解准确度。通过同步电动机动模试验,对短路电流进行采样研究分析。结果表明,所提算法能够正确辨识出同步电动机各参数,取得了很好的求解效果。     

基于小波变换的直流系统接地故障检测中小波基的选择与比较

直流系统接地故障检测中常用的低频信号注入法容易受到各支路电缆中存在的对地电容的影响,在其基础上比较了基于复值小波变换和Morlet小波变换的检测方法,它们可以有效地克服对地电容的影响.当接地故障发生后,向直流系统正负母线注入低频正弦电压信号,利用套在各支路的电流互感器检测出支路中的低频电流信号,通过小波变换算法从中提取出与注入信号同频的正弦电流信号,计算出该电流信号中的阻性分量即可求得该支路的接地电阻值,从而可以判断出故障支路.经过MATLAB仿真分析,比较这两种方法,证明他们在对地大电容情况下都可以准确提取出低频电流相量特征,正确判断出故障支路.     

基于小波变换的直流系统接地故障检测

直流系统接地故障检测中常用的低频信号注入法容易受到各支路电缆中存在的对地电容的影响,在其基础上提出了基于小波变换的检测方法,该方法通过选取适当的小波函数,可以有效地克服对地电容的影响。当直流接地故障发生后,向直流系统中注入低频信号,利用小波变换算法从检测到低频电流中提取出与注入信号同频的低频电流,通过计算该电流信号中的阻性分量求得该支路的接地电阻值,从而可以判断出故障支路。经过MATLAB仿真分析,这种方法可在对地大电容情况下都准确提取出低频电流相量特征,正确判断出故障支路。     

基于同步相量数据的配电网故障测距方法

由于在配电网发生单相接地故障后,容易造成两点或者多点接地短路,进一步破坏系统的安全运行,所以必须快速定位故障。配电网故障测距和定位的难点在于负荷三相不平衡,难以采用相序变换来直接克服电流、过渡电阻等因素的影响。本文提出在配网中实现基于同步相量测量数据的双端故障定位法,进而研究双端测距算法的刚性问题,即算法对各种不同类型故障的适应能力和对综合测量误差的抑制能力,从而提高配电网中故障定位精度。理论分析和仿真表明,在配网中采用同步相量测量数据定位故障,可靠性高,其测距综合性能指标明显高于阻抗法等经典测距法。